DE3311040A1 - Ultraschall-sende/empfangs-system - Google Patents

Ultraschall-sende/empfangs-system

Info

Publication number
DE3311040A1
DE3311040A1 DE19833311040 DE3311040A DE3311040A1 DE 3311040 A1 DE3311040 A1 DE 3311040A1 DE 19833311040 DE19833311040 DE 19833311040 DE 3311040 A DE3311040 A DE 3311040A DE 3311040 A1 DE3311040 A1 DE 3311040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
receiving system
ultrasonic transmitting
frequency
transducer
frequency components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833311040
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Dipl.-Ing. Soldner (FH), 8520 Erlangen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19833311040 priority Critical patent/DE3311040A1/de
Publication of DE3311040A1 publication Critical patent/DE3311040A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52017Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00 particularly adapted to short-range imaging
    • G01S7/52046Techniques for image enhancement involving transmitter or receiver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06BMETHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/06Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction
    • B06B1/0607Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements
    • B06B1/0622Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with piezoelectric effect or with electrostriction using multiple elements on one surface
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/89Sonar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S15/8906Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques
    • G01S15/895Short-range imaging systems; Acoustic microscope systems using pulse-echo techniques characterised by the transmitted frequency spectrum
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/18Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound
    • G10K11/26Sound-focusing or directing, e.g. scanning
    • G10K11/32Sound-focusing or directing, e.g. scanning characterised by the shape of the source

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

  • Ultraschall-Sende/EmpSangs-System
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Ultrascha~Ll-Sende/ Empfangs-System, das nach dem Reflexionsprinzip arbeitet und wenigstens einen Wandler zur fokussierten Abstrahlung von Ultraschall aufweist.
  • Bei den Ultraschall-B-Bildgeräten zur medizinischen Diagnose ist in vielen Fällen die Bildqualität nicht zufriedenstellend. Insbesondere eine ungenügende laterale Auflösung sowie eine Einengung der nutzbaren Dynamik durch Störechos sowie Mehrfachechos setzen der diagnostischen Aussage Grenzen.
  • Es ist bereits bekannt, durch Aufteilung der Ultraschall-Antenne in diskrete Abschnitte sowie durch eine geeignete Laufzeitsteuerung der Signale der einzelnen Abschnitte eine gestufte und insbesondere auch eine dynamische Fokussierung zu realisieren. Letztere hat immer zum Ziel, die laterale Auflösung zu verbessern. Dabei sind üblicherweise die Elemente in sich und untereinander gleichförmig hinsichtlich der Frequenz-Empfindlichkeit aufgebaut, so daß im wesentlichen nur die Frequenz, die zur Erzielung der gewünschten Eindringtiefe notwendig ist, zur Anwendung kommt. In Abständen, die geringer als die maximale Eindringtiefe sind, könnte nun beispielsweise mittels höherer Ultraschallfrequenzen das Auflösungsvermögen erhöht werden. Dazu wird beim Stand der Technik, der im allgemeinen von schmalbandigen Systemen ausgeht, der gesamte Applikator ausgetauscht.
  • Obiges gilt prinzipiell sowohl für mechanische Scanner als auch für Array-Anordnungen wie auch für sogenannte "Phased Arrays". Speziell bei Arrays werden mittels elektronischer Verzögerungsleitungen die einzelnen Elemente des Arrays derart angesteuert, daß über bestimmte Tiefenbereiche sich eine dynamische Fokussierung im Empfangsfall ergibt, wobei dagegen im Sendefall mit einem oder mehreren umschaltbaren festen Sende-Foki gearbeitet wird.
  • Eine weitere Forderung an derzeit zu verwendende Ultraschall-Geräte besteht darin, daß über den abzutastenden Bereich ein möglichst konstantes Öffnungsverhältnis des Wandlers angestrebt werden sollte. Hierfür wird beispielsweise bei einem Wandler-Array für die verschiedenen Tiefen im Untersuchungsgewebe im Empfangsfall die Zahl an der Signalgewinnung beteiligten Schwingerelemente innerhalb eines jeden Meßzyklus variiert.
  • Insgesamt haften den Geräten des Standes der Technik jedoch verschiedene Nachteile an: Beispielsweise wird mit einer Vielzahl paralleler Kanäle gleichzeitig gearbeitet, was bei Abweichungen in den Übertragungseigenschaften einzelner Kanäle zu einer Verschlechterung des Auflösungsvermögens führen kann. Daneben führen Störungen durch Mehrfachreflexionen zwischen Wandler und Gewebeabschnitten unter Umständen zu einer Einschränkung der Systemdynamik. Weiterhin arbeiten alle bekannten Systeme schmalbandig, wodurch im Nah- und Fernfeld im wesentlichen immer das gleiche Spektrum zum Tragen kommt.
  • Dadurch richtet sich die gesamte Bildqualität nach der für die gewünschte Meßtiefe ausschlaggebenden Frequenz.
  • Schließlich ist an nur wenigen Punkten der Sendefokus mit dem Empfarlgsfokus identisch, wodurch an allen anderen Punkten ebanfa21. mit eier geringeren Bildqualität zu rechnen ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein System zu schaffen, das für die medizinische Diagnose eine velbesserte Bildqualität aufweist. Dabei soll zrl.icllzeitig auch der gesamte Aufwand und damit die Kosten für eirle Geräteanordnung verringert werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß da(lurcll g 1 t,, l., der Wandler zur gleichzeitigen Erzeugung unterschiedlicher Ultraschallfrequenzen ausgelegt ist derart, daß die Sende/Empfangs-Foki für den mit den verschiedenen Frequenzen in das Untersuchungsgewebe abgestrahlten Ultraschall in unterschiedlicher Tiefe liegen und speziell die niedrigen Frequenzanteile einen im Gewebe tiefer liegenden Fokus bilden, wobei während der Empfangsphase eine tiefen- bzw. zeitabhängige Selektion der einzelnen Frequenzanteile erfolgt.
  • Vorzugsweise werden bei der Erfindung die höheren Frequenzanteile achsennah und die tieferen Frequenzanteile achsenfern erzeugt und verarbeitet; weiterhin ist vorteilhafterweise das Verhältnis der Frequenzen umgekehrt dem Verhältnis der Fokusabstände.
  • Das Verhältnis von Fokusabstand zum Abstand der der zugehörigen Frequenz entsprechenden Schwingerzone ist dabei im wesentlichen eine Konstante.
  • Entscheidend bei der Erfindung ist also, daß den einzelnen Frequenzanteilen unterschiedliche Orte auf dem Wandler zwecks Erzeugung im Sendefall und Verarbeitung im Empfangsfall zugeordnet sind. Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß bei Verwendung von ortsabhängigen Frequenzbereichen die Ortsabhängigkeit selbst ausgenutzt werden kann, um für verschiedene Frequenzbereiche verschiedene Fokusabstände zu er- reichen. Da hierbei die Foki für höhere Arbeitsfrequenzen näher beim Wandler liegen sollen als solche bei niedrigen Arbeitsfrequenzen, kann zusätzlich die Ortsverteilung derart gestaltet werden, daß das Verhältnis vom Fokusabstand zum Durchmesser der angeregten Zone konstant bleibt. Das Frequenzspektrum soll sich hierbei über einen möglichst großen Benich, beispielsweise von 3 bis 20 MHz erstrecken. Für den Empfangsfall ist es dabei sinnvoll, die Durchlaßcharakteristik des Empfangssystems auf jeweils die Frequenzen em2uergen, die für die Fokusbildung im betrachteten Zeitabschnitt verantwortlich sind. Echoanteile, die nicht aus dem Fokusort kommen (Mehrfachechos, Streureflexionen) können somit äußerst effektiv unterdrückt werden.
  • Gegenüber dem Stand der Technik ergeben sich somit insbesondere folgende Vorteile: a) Es ist eine automatische dynamische Fokussierung im Sende- und im Empfangsfall für den gesamten Tiefenbereich in 'Real Time' möglich, da über das Frequenzfenster nur der jeweils auf diese Tiefe optimierte Schwingeranteil gesehen wird; b) die Frequenz ist der momentanen Meßtiefe anpaßbar, wodurch für åede Tiefe die optimal mögliche laterale und axiale Auflösung realisierbar ist; c) das Öffnungsverhältnis kam über den gesamten Meßb3Bich konstant gehalten werden, da der Schwinger durchmesser über die ortsabhängfge Arbeitsfrequenz mit zunehmender MeS3" okustiefe ebenfalls zunimmt; d) Mehrfacheches können autornati ch unterdrück-t werden, da sie im Gegensatz zu bisherigen Systemen mit einer Frequenzkennung versehen sirl auf die nicht mehr das Frequenzfenster paßt; e) es ist nur ein Sende- bzw. Empfangskanal notwendig.
  • Insgesamt ergibt sich also nicht nur eine Verbesserung der Bildqualität, insbesondere hinsichtlich Atif (i3ungsvermögen und auswertbarer Dynamik, sonderMrl auch bei verbesserter Geräte-Zuverlässigkeit eine Verringerung (le; Aufwandes und der damit verbundenen Kosten.
  • Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich.
  • aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung in Verbindung mit den weiteren Unteransprüchen. Es zeigen: Fig. 1 bis 6 schematisch verschiedene Sende/Empfangs-Wandler für Ultraschall mit ortsabhängigen Arbeitsfrequenzen und Fig. 7 ein Blockschaltbild zur Signalerfassung und -auswertung.
  • Die nachfolgend beschriebenen Sende/Empfangs-Wandler sind jeweils achsensymmetrisch aufgebaut. Die im Querschnitt gezeigten Wandler nach den Figuren 1 bis 3 sind darüber hinaus konzentrisch ausgebildet, während die Figuren 5 und 6 in Explosionsdarstellung linear ausgedehnte Anordnungen zeigen.
  • Figur 1 zeigt einen Schnitt durch ein Wandlersystem, das konzentrisch aufgebaut ist. Solche konzentrische Wandler sind an sich vom Stand der Technik (beispielsweise DE-OS 22 02 989) bekannt. Im Gegensatz zu bestehenden Systemen weist hier jedoch der Wandler mit zunehmendem Abstand vom Symmetriepunkt eine Zunahme der Dicke auf; dadurch bilden sich Zonen abnehmender Arbeitsfrequenz bei zunehmendem Durchmesser aus. Über den Grad der Dickenzunahme in Abhängigkeit vom Durchmesser und der Neigung der abstrahlenden Flächen lassen sich die Fokuslagen dieser Ringelemente bestimmen.
  • Im einzelnen ist in dem Wandlersystem nach Figur 1 das Schwingerelement mit 1 bezeichnet, welches auf einem Dämpfungskörper 2 angebracht ist; Di kennzeichnet den Durchmesser der Wandlerzonen, während f. (Fi) die einzelnen Fokusabstände und F. die ver-1 1 1 wendeten Ultraschallfrequenzen bezeichnet. In der Figur 1 sind die Fokusabstände auf der Mittelgeraden in Abhängigkeit von den Anregungszonen eingezeichnet.
  • Im vorliegenden Fall ergibt sich eine stufenlose Veränderung der Fokusabstände f. der einzelnen Frequenzanteile entsprechend den zugehörigen Wandlerzonen mit den Durchmessern Di. Dabei können zur Anregung alle Zonen gleichzeitig mit einer geeigneten breitbandigen Anregungsspannung oder kurzzeitig nacheinanderfolgenden Einzelsignale z.B. ein sogenanntes Chirp-Signal, verwendet werden. Die Fokuw?ktef. sind für die jeweils betrachteten Frequenzen bei dieser Anordnung entlang der Schallausbreitungsrichtung in vom Schwinger unterschiedlichen Abstand ausgebildet. Neben dem Durchmesser Di der angeregten Zone ist auch die Neigung der abstrahlenden Fläche für die jeweilige Fokustiefe f. verantwortlich.
  • Beim Empfangsbetrieb werden unter der Voraussetzung einer auf ausreichenden Frecluenzselektion des Warldlelss 1 aus den einzelnen Tiefenbereichen Echo- signale immer nur von den entsprechenden Ringzonc?n empfangen, von denen sie auch ausgesandt wurderl; d. h.
  • also, daß Sende- und Empfangsfokus fiir jeden ()r't, bC.-zogen auf die dort herrschende FJe(luerlz tdc'rt t i Lt1(t.
  • In der Figur 2 ist ein anderer konzentrischer Sende-Empfangs-Wandler dargestellt. Er ist hier als Schwinger konstanter Dicke ausgebildet, der mit 11 bezeichnet ist und auf einem Dämpfungskörper 12 aufgebracht wurde.
  • Dabei wird als Schwinger konstanter Dicke beispielsweise eine PVDF-Folie verwendet, welche breitbandige Sende- und Empfangseigenschaften aufweist. Die Frequenzaufspaltung des Sende- bzw. Empfangssignals kann speziell durch selektive Anregung erfolgen, wozu konzentrische Elektroden 13 bis 16 vorhanden sind. Die Kapazität der so gebildeten ringförmigen Wandler wird jeweils mit einem geeigneten Filter, z.B. Serienindunktivitäten 17 bis 20 auf den gewünschten Frequenzbereich abgestimmt.
  • In den Figuren 3 und 4 ist entsprechendes für einen Wandler variierender Dicke dargestellt. Es sind dort mit 31 bis 34 ringförmige Einzelschwinger bezeichnet, zwischen denen jeweils Isolierschichten 35 bis 38 angeordnet sind. Dies ist speziell aus der Frontansicht nach Figur 4 erkennbar. Bezugszeichen 39 kennzeichnet den zugehörigc Dämpfungskörper sowie 40 bis 43 die für jede Ringzone zugehörigen Elektroden. Mit 44 bis 47 sind wiederum die zur Abstimmung erforderlichen Induktivitäten bezeichnet.
  • Die Anordnungen nach Figuren 2 bis 4 haben den Vorteil einer gleichermaßen vorliegenden elektrischen und akustischen Abtrennung. Dadurch lassen sich definierte Frequenzbereiche wählen. Insbesondere im Empfangsfall können damit parallelgeschaltete Anteile nicht angeregter Wandlerelemente abgetrennt werden.
  • In der Figur 5 ist eine als Parallelscanner betreibbare lineare Wandleranordnung aus parallelen Schwingerelementen dargestellt. In diesem Fall ist das Wandlersystem nicht konzentrisch angeordnet, aber symmetrisch zu einer Ausbreitungsebene E. Im einzelnen sind die Schwingerelemente mit 51 bis 59 bezeichnet, wobei jedes Schwingerelement symmetrisch zur Abstrahlachse Bereiche unterschiedlicher Sende- bzw. Empfangsfrequenzen aufweist.
  • Ein Einzelelement kann wieder als Wandler variierender Dicke bzw. als Wandler mit breitbandig abstrahlendem Schwingermaterial ausgebildet sein. Durch geeignete Ansteuermittel läßt sich eine solche Anordnung als Scanner mit variablem Sende/Empfangs-Fokus betreiben.
  • In der Figur 6 ist eine Wandleranordnung für einen "Phased Array"-Betrieb dargestellt, wofür die Schwingerelemente des Wandlers in vorgegebener Konfiguration verzögert ansteuerbar sein müssen. Es sind nun einzelne Schwingerelemente 61 bis 69 derart ausgebildet, daß eine Frequenzgewichtung in beiden zur Abstrahlrichtung senkrecht verlaufenden Richtungen erfolgt. Solche Schwingerelemente 61 bis 69 lassen sich beispielsweise durch paralleles Aufteilen eines kalottenförmig ausgeformten Wandlers erzeugen.
  • Bei allen Ausführungsformen der beschriebenen Sende/ Empfangs-Wandler wird speziell für den Empfangsfall die Frequenz d Empfangsverstärkers auf die Ortsfrequenz abgestimmt, d.h. die Frequenzcharakteristik des Empfängers wird jeweils periodisch der Tiefe, aus der die Echos kommen angep.lf3t. Die Anpassung der DurchiißbanC-tbrei Le eines tiefenabhängigen Filters im Sinne einer höheren Durchlaßbandbreite bei höheren Ultraschallfrequenzen ist sinnvoll zur Ausnützung der höheren möglichen axialen Auflösung bei hohen Ultraschallfre- quenzen. Es kann ausreichend sein, nur die tu1LcLC? Grenzfrequenz der Übertragungscharakteristik der Tiefe anzupassen, da die den vorderen Gewei)eibsch-1iLLen zugeordneten höheren Frequenzen durch C1-i frequenzabhängige Gewebefilter bereits absorbiert werden und daher nicht wesentlich zu Störechos beitragen können.
  • Ein solches tiefenabhängiges Frequenzfenster würde nicht nur die am Reflexionsort ebenfalls vorhandenen Echos anderer Frequenzen, die allerdings schwächer vorliegen, da sie nicht fokussiert sind, unterdrücken, sondern vor allem auch auftretende Mehrfachechos sowie Streuechos, da diese üblicherweise höhere Frequenzanteile aufweisen als das Nutzecho.
  • Mehrfachechos erscheinen üblicherweise immer später als das sie auslösende Hauptecho. Da sich das tiefenabhängige Frequenzfenster in der Zwischenzeit zu niedrigeren Frequenzen verschoben hat, wird das Mehrfachecho nur geschwächt empfangen. Bei geeigneter Auslegung der Frequenzlage der einzelnen Foki kann somit auch ein wesentlicher Teil des Tiefenausgleiches entfallen, da die geringere Absorption der niedrigeren Frequenzen durch die größere Tiefe kompensiert wird.
  • Wesentlich bei allen Ausführungsformen der Erfindung ist also, daß die symmetrisch zur Ausbreitungsrichtung angeordneten Wandlerzonen für die niedrigeren Frequenzen Sende/Empfangs-Foki bilden, die tiefer im Gewebe liegen als für die höheren -Frequenzen. Dabei ist das Verhältnis der Frequenzen umgekehrt zum Verhältnis der Fokusabstände zu wählen. Dies bedingt, daß aufgrund der allgemeinen Fokussierungseigen schaften die höheren Frequenzen achsennah erzeugt werden In der Figur 7 bedeutet 70 einen Zeitgeber, der einerseits einen Sender 71 und andererseits die Empfangseinrichtung steuert. Vom Sender 71 werden Sendeimpulse auf ein schematisch eingezeichnetes Wandlerelement 72 gegeben, von dem Ultraschall entsprechender Frequenzen abgestrahlt wird. Im Empfangsfall wird das Signal über einen Vorverstärker 73 auf eine Mischstufe 74 und von dort auf einen justierbaren Verstärker 75 als Filter geführt. In der Mischstufe 74 wird das Empfangsspektrum mit der Frequenz eines im Zeittakt gesteuerten Oszillators 76 überlagert.
  • Wenn sich beispielsweise die Ultraschallfrequenz des Wandlers von drei bis 20 MHz erstreckt, wird zweckmäßigerweise die Frequenz des Oszillators 76 über einen Bereich von beispielsweise 43 bis 26 MHz variiert. Bei geeignetem Zeitverlauf der Oszillatorfrequenz läßt sich für die jeweils optimal der Untersuchungstiefe angepaßte Ultraschall-Frequenz eine über die gesamte Tiefe konstante Differenzfrequenz von 23 MHz auffinden.
  • Der nachgeschaltete Verstärker 75 dient zur entsprechenden Verstärkung der Ultraschallsignale. Es ist dabei sinnvoll, die Bandbreite und den Verstärkungsgrad des Verstärkers 75 tiefenabhängig bzw. oszillatorfrequenzabhängig zu variieren. Dazu wirken entsprechende Steuerleitungen vom Oszillator 76 auf den Verstärker 75.
  • Mit dem beschriebenen Sende/Empfangs-System läßt sich nicht nur die Bildqualität hinsichtlich Auflösungsvermögen und auswertbarer Dynamik verbessern; es sind gleichzeitig höhere Geräte-Zuverlässigkeiten und reduzierte Kosten zu erwarten, da nur ein einziger Empfangskanal benötigt wird.
  • 1 65 Patentansprüche ( Figurers - Leerseite -

Claims (16)

  1. Patentansprüche 1. Ultraschall-Sende/Empfangs-System, das nach (iem Reflexionsprinzip arbeitet und wenigstens e illell Wandler zur fokussierten Abstrahlurlg von Ultrasch@@ aufweist, d a d u r c h g e k e n ri z e i c h ri e t , da(3 der Wandler (1, 11, 31 - 34, 51 - 59, 61 - 69) zur gleichzeitigen Erzeugung unterschiedlicher Ultraschall-Frequenzen ausgelegt ist derart, daß die Sende/Empfangs-Foki (f1) für die unterschiedlichen Frequenzanteile (Fi) des in das Untersuchungsgewebe abgestrahlten Ultraschalles in unterschiedlicher Tiefe liegen und speziell die niedrigeren Frequenzanteile (Fi) einen im Gewebe tiefer liegenden Fokus bilden, wobei während der Empfangsphase eine tiefen- bzw. zeitabhängige Selektion der einzelnen Frequenzanteile (Fi) erfolgt.
  2. 2. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß höhere Frequenzanteile (Fi) achsennah und tiefere Frequenzanteile (Fi) achsenfern erzeugt und verarbeitet werden
  3. 3. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis der Frequenzen (Fi/Fi. + 1) umgekehrt dem Verhältnis der Fokusabstände (fi + 1/fi) im Gewebe ist.
  4. 4. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis von Fokusabstand (fi) zum Abstand der der zugehörigen Frequenz entsprechenden Schwingerzone (Di) im wesentlichen eine Konstante ist.
  5. 5. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Wandler (1; 11; 31 - 34) konzentrisch aufgebaut ist.
  6. 6. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Wandler als lineare Anordnung von Schwingerelementen (51 - 59) in einer zur Ausbreitungsrichtung des Ultraschalls im wesentlichen senkrechten Richtung ausgedehnt ist und die Ortsabhängigkeit der Frequenz des Wandlers sich im wesentlichen auf die Anordnung senkrecht zur Abtastrichtung der Schwingerelemente (51 - 59) beschränkt.
  7. 7. Ultraschall-Sende/Empfangs-Systern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da dur c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Wandler aus im "Phased Array"-Betrieb verwendbaren Schwingerelementen (61 -69) besteht, bei denen jeweils in gleicher Konfiguration die gleiche Anzahl von Schwingerelementen (61 - 69) betrieben wird, wobei sich die ortsabhängige Variation der Frequenzverteilung inbeeen ar Abtastrichtung senkrechten Richtungen erstreckt.
  8. 8. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einem der vorhergehoncIon Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wandler aus Schwingoe1erneiiten (1, 31 - 34) veränderlicher Dicke besteht, die im wesentlichen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Ultraschalls angeordnet sind.
  9. 9. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 1, oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Wandler ein Schwinger konstanter Dicke (11), z.B. eine PVDF-Folie, mit breitbandiger Abstrahlcharakteristik is-t und für die eirlzeXlrterl F tt'-quenzbereiche ringförmige Elektroden (13 - 16) mit vorgeschalteten Filtern (17 - 20) aufweist.
  10. 10. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einen' der vorgenannten Ansprtiche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schwingerelemente in Zonen (Di) unterschiedlicher Frequenzbereiche (Fi) (F'i) unterteilt sind.
  11. 11. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den einzelnen Zonen Mittel (73 - 76) zur elektrischen Selektion der entsprechenden Frequenzanteile (Fi) zugeordnet sind.
  12. 12. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß über die Schaltungsmittel eine tiefenabhängige Auswahl der Frequenzanteile (Fi) derart erfolgt, daß im wesentlichen nur die Frequenzanteile (Fi) weiterverarbeitet werden, die mit den Frequenzen des für den betrachteten Zeitpunkt repräsentativen Fokusbereiches (fi) übereinstimmen.
  13. 13. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß dem Wandler (1, 11, 31 - 34, 51 - 59, 61 - 69, 70) eine Einrichtung (71 -76) mit wenigstens einem Empfangsverstärker (73, 74, 75) zugeordnet ist, der Mittel (76) zum Verändern der Durchlaßcharakteri stik aufweist.
  14. 14. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, d a d u 1 c b g e k e n n - z e i c h n e t , daß die Mittel zur Veränderung der Durchlaßcharakteristik durch einen in seiner Frequenz periodisch steuerbaren Oszillator (76) mit zugeordneter Mischstufe (74) und nachfolgendem Verstärker (75) zwecks periodischer Verschiebung und Filterung des Frequenzbereiches gebildet sind.
  15. 15. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bandbreite des Verstärkers (75) periodisch als Funktion der Zeit bzw. sich periodisch ändernden Frequenz des Oszillators (76) steuerbar ist.
  16. 16. Ultraschall-Sende/Empfangs-System nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß der Verstärkungsgrad des Verstärkers (75) periodisch als Funktion der Zeit bzw. sich periodisch ändernden Frequenz des Oszillators (76) steuerbar ist.
DE19833311040 1983-03-25 1983-03-25 Ultraschall-sende/empfangs-system Withdrawn DE3311040A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833311040 DE3311040A1 (de) 1983-03-25 1983-03-25 Ultraschall-sende/empfangs-system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833311040 DE3311040A1 (de) 1983-03-25 1983-03-25 Ultraschall-sende/empfangs-system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3311040A1 true DE3311040A1 (de) 1984-09-27

Family

ID=6194734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833311040 Withdrawn DE3311040A1 (de) 1983-03-25 1983-03-25 Ultraschall-sende/empfangs-system

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3311040A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083050A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-09 Thomas Fritsch Vorrichtung zur untersuchung der eigenschaften eines mediums
WO2009083053A2 (de) * 2007-12-21 2009-07-09 Thomas Fritsch Multifrequenz-sende- und empfangseinheit für mediengebundene wellen
CN105232085A (zh) * 2015-11-18 2016-01-13 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 基于动态孔径控制的超声剪切波弹性成像方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3003967A1 (de) * 1979-02-05 1980-08-14 Varian Associates Ultraschallabbildungssystem
EP0037877A1 (de) * 1980-02-07 1981-10-21 Toray Industries, Inc. Piezoelektrisches Polymermaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und dieses Material enthaltender Ultraschallwandler
EP0066876A1 (de) * 1981-06-08 1982-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultraschallabbildungsvorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3003967A1 (de) * 1979-02-05 1980-08-14 Varian Associates Ultraschallabbildungssystem
EP0037877A1 (de) * 1980-02-07 1981-10-21 Toray Industries, Inc. Piezoelektrisches Polymermaterial, Verfahren zu seiner Herstellung und dieses Material enthaltender Ultraschallwandler
EP0066876A1 (de) * 1981-06-08 1982-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultraschallabbildungsvorrichtung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009083050A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-09 Thomas Fritsch Vorrichtung zur untersuchung der eigenschaften eines mediums
WO2009083053A2 (de) * 2007-12-21 2009-07-09 Thomas Fritsch Multifrequenz-sende- und empfangseinheit für mediengebundene wellen
WO2009083053A3 (de) * 2007-12-21 2010-11-18 Thomas Fritsch Multifrequenz-sende- und empfangseinheit für mediengebundene wellen
CN105232085A (zh) * 2015-11-18 2016-01-13 中国人民解放军第三军医大学第三附属医院 基于动态孔径控制的超声剪切波弹性成像方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19756730B4 (de) Verfahren, Einrichtung und Anwendungen zur Verknüpfung von Sende-Wellenfunktionen zur Gewinnung einer synthetischen Wellenform in einem Ultraschall-Bildgebungssystem
DE69114934T2 (de) Ultraschallabbildung mit radialer Abtastung eines trapezförmigen Sektors.
DE69936507T2 (de) Katheter mit ringförmig angeordneten ultraschallwandlern
DE2660888C3 (de) Elektronisch abgetastete Ultraschall-Abbildung
DE2855888C2 (de) Anlage und Verfahren zur Ultraschall- Abbildung mit verbesserter seitlicher Auflösung
DE10217342B4 (de) Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung medizinischer Ultraschallbilder
DE3851892T2 (de) Ultraschalldiagnosegerät.
EP0268818B1 (de) Vorrichtung zum Senden und Empfangen von Ultraschall-Signalen
DE69121264T2 (de) Verbesserungen in akustischen Entfernungsmessern
DE3390293T1 (de) Ultraschallwandler
DE10314183B4 (de) Ultraschalldiagnosevorrichtung
DE3003967A1 (de) Ultraschallabbildungssystem
DE3303288C2 (de) Ultraschall-diagnostisches Tomographiegerät
DE2641901A1 (de) Ultraschall-echobildeinrichtung und -verfahren
DE3721209C2 (de) Schall-/Ultraschallmeßgerät
DE3124919A1 (de) Wandleranordnung fuer ultraschall-abtastgeraete
DE2724437C2 (de)
DE3211719C2 (de) Ultraschallecho-Untersuchungsgerät
DE19581782B3 (de) Zweidimensionale Anordnung zur Phasenabweichungskorrektur
DE69839062T2 (de) Vorrichtung zur ultraschall-diagnose
DE3308637A1 (de) Ultraschallgeraet
DE3206111A1 (de) Wandler mit verbesserter aufloesung systeme und verfahren fuer die aussendung und/oder den empfang von durch schwingungen ausgebteiteten wellen
DE3047177C2 (de) "Ultraschallgerät zur Durchführung von Untersuchungen nach dem Schnittbildverfahren"
DE3311040A1 (de) Ultraschall-sende/empfangs-system
DE2709925C2 (de) Schallkopf für Untersuchungen mit Ultraschall nach dem Impuls-Echoverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8130 Withdrawal